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型钢常见缺陷缺陷名称缺陷特征产生原因结疤型钢表面上的疤状金属薄块。
其大小、深浅不等，外形极不规则，常呈指甲状、鱼鳞状、块状、舌头状无规律地分布在钢材表面上，结疤下常有非金属夹杂物。
由于钢坯未清理，使原有的结疤轧后仍残留在钢材表面上。
表面夹杂暴露在钢材表面上的非金属物质称为表面夹杂,一? 般呈点状、块状和条状分布，其颜色有暗红、淡黄、灰白等，机械的粘结在型钢表面上，夹杂脱落后出现一定深度的凹坑，其大小、形状无一定规律。
???(1)钢坯带来的表面非金属夹杂物。
(2)在加热或轧制过程中，偶然有非金属夹杂韧(如加热炉的耐火材料及炉渣等)，炉附在钢坯表面上，轧制时被压入钢材，冷却经矫直后部分脱落分层此缺陷在型钢的锯切断面上呈黑线或黑带状，严重的分离成两层或多层，分层处伴随有夹杂物。
?(1)主要是由于镇静钢的缩孔或沸腾钢的气囊未切净。
(2)钢坯的皮下气泡，严重疏松，在轧制时未焊台，严重的夹杂物也会造成分层。
(3)钢坯的化学成份偏析严重，当轧制较薄规格时，也可能形成分层。
气泡(凸包）型钢表面呈现的一种无规律分布的园形凸起称为凸包，凸起部分的外缘比较园滑，凸包破裂后成鸡爪形裂口或舌形结疤，叫气泡。
多产生于型钢的角部及腿尖。
钢坯有皮下气泡，轧制时未焊合。
裂纹顺轧制方向出现在型钢表面上的线形开裂，一般呈直线形，有时呈“Y”形，多为通长出现，有时局部出现。
(1)钢坯有裂缝或皮下气泡、非金属夹杂物，经轧制破裂暴露。
(2)加热温度不均匀，温度过低，轧件在轧制时各部延伸与宽展不一致。
(3)加热速度过快、炉尾温度过高或轧制后冷却不当，易形成裂纹，此种情况多发生在高碳钢和低合金钢上。
尺寸超差（尺寸不合、规格不合）尺寸超差是指型钢截面几何尺寸不符标准规定要求的统称。
这类缺陷名目繁多，大部以产生部位以及其超差程度加以命名。
例工、槽、角钢的腿长、腿短、腰厚、腰薄及一腿长，一腿短。
(1)对工字钢成品孔腿长往往表现在开口腿上，主要由于腰部压下量不够，角钢和槽钢成品孔压下量的大小，直接影响腿长和腿短。
槽钢孔型设计5.5.1概述目前国内生产的角钢有三种类型：一种是普通槽钢，其执行的产品标准为GB707——88；另一种为轻型槽钢，其执行的标准为YB164——63；第三种为集装箱专用槽钢，通常有Hxdxb=113x10x（39—41）或113x12x（39—41）两种规格。
槽钢的规格都以腰部宽度的厘米数来表示，其型号自5#至40#。
目前国内中小型连轧机生产的槽钢为5#至16#。
在同一型号中槽钢又可按照不同腰部厚度及腿部高度分为若干种。
槽钢的规格目前已经标准化了。
轻型槽钢的主要特点是壁厚比普通槽钢的壁厚小，型号越大，壁厚减薄量越大。
轻型槽钢的断面系数大，质量轻，节约金属，故又称经济型断面武钢。
这种经济型钢在东南亚得到了广泛应用。
集装箱专用槽钢铁特点是腰部厚度比普通槽钢的腰厚，而其腿又比普通槽钢腿短，而且其断部有Cx45º倒角的要求。
这种槽钢主要是随着集装箱的国际化而发展起来的，它主要用于集装箱的门框上，一只集装箱仅用两根这种类型的槽钢，所以目前国内的需求是每年约为2万吨。
槽钢的特点是腿部较长，腿部内侧斜度较小（约10%）。
根据标准GB707——88，槽钢型号愈大，腰部截面积占总截面面积的比例F腰/F也愈大。
普通槽钢的号数与F腰/F的关系如图5——51所示。
因此在轧制大号槽钢时，若腰部延伸大于腿部延伸，则容易引起腿长的剧烈拉缩，即使延伸分配合理，腿长也容易波动，而超出公差。
又如在轧制集装箱专用槽钢时，F腰/F=72.16∽76.58%，这个值远大于40号普通槽钢的F腰/F值，在生产中往往发现：即使μ腰大与μ腿相同，但由于轧制过程中腿部的外侧壁磨擦力大于腰部的磨擦力，因此在腿部厚度方向磨损较快，从而产生μ腰>μ腿的情况，导致了腰部拉腿收缩的后果，使腿长往往小于产品标准规定。
5.5.1槽钢孔型系统轧制槽钢的孔型系统有直轧孔型系统、弯腰式孔型系统、大斜度孔型系统及工字钢轧制系统。
上述孔型系统都不得有切深孔、控制孔、成品孔三种孔型组成。
孔型设计本设计以φ28mm圆钢为代表产品进行设计。
1 孔型系统的选择圆钢孔型系统一般由延伸孔型系统和精轧孔型系统两部分组成。
延伸孔型的作用是压缩轧件断面，为成品孔型系统提供合适的红坯。
它对钢材轧制的产量、质量有很大的影响，但对产品最后的形状尺寸影响不大。
常用的延伸孔型系统一般有箱形、菱—方、菱—菱、椭—方、六角—方、椭圆—圆、椭圆—立椭圆等；精轧孔型系统一般是方—椭圆—螺或圆—椭圆—螺孔型。
本设计采用无孔型和椭圆—圆孔型系统。
1.1无孔型轧制法优点：（1）由于轧辊无孔型，改轧产品时，可通过调节辊缝改变压下规程。
因此，换辊、换孔型的次数减少了，提高了轧机作业率。
（2）由于轧辊不刻轧槽，轧辊辊身能充分利用；由于轧件变形均匀，轧辊磨损量少且均匀，轧辊寿命提高了2~4倍。
（3）轧辊车削量少且车削简单，节省了车削工时，可减少轧辊加工车床。
（4）由于轧件是在平辊上轧制，所以不会出现耳子、充不满、孔型错位等孔型轧制中的缺陷。
（5）轧件沿宽度方向压下均匀，故使轧件两端的舌头、鱼尾区域短，切头、切尾小，成材率高。
（6）由于减小了孔型侧壁的限制作用，沿宽度方向变形均匀，因此降低了变形抗力，故可节约电耗7%。
1.2椭圆—圆孔型系统优点：（1）孔型形状能使轧件从一种断面平滑的过渡到另一种断面，从而避免由于剧烈不均匀变形而产生的局部应力。
（2）孔型中轧出的轧件断面圆滑无棱、冷却均匀，从而消除了因断面温度分布不均而引起轧制裂纹的因素。
（3）孔型形状有利于去除轧件表面氧化铁皮，改善轧件的表面质量。
（4）需要时可在延伸孔型中生产成品圆钢，从而减少换辊。
缺点：（1）延伸系数小。
通常延伸系数不超过1.30~1.40，使轧制道次增加。
（2）变形不太均匀，但比椭圆—方孔型要好一些。
（3）轧件在圆孔型中稳定性差，需要借助于导卫装置来提高轧件在孔型中的稳定性，因而对导卫装置的设计、安装及调整要求严格。
（4）圆孔型对来料尺寸波动适应能力差，容易出耳子，故对调整要求高。
型钢孔型设计型钢是一种常用的结构钢材，具有优良的力学性能和加工性能，广泛应用于建筑、桥梁、机械制造等领域。
型钢的孔型设计是为了满足特定的结构要求和功能需求，本文将介绍型钢孔型设计的相关内容。
一、型钢孔型设计的基本原则型钢孔型设计的基本原则是确保结构的稳定性和强度，同时满足特定的使用要求。
在进行型钢孔型设计时，需要考虑以下几个方面的因素：1. 结构的受力情况：根据结构受力情况确定型钢的孔型和孔的位置，确保型钢在承受外力时能够保持稳定。
2. 强度要求：根据设计要求和材料的力学性能，确定型钢的孔型和孔的尺寸，确保型钢在承受外力时不会发生塑性变形或破坏。
3. 功能需求：根据型钢的使用功能需求，确定孔型的形状和尺寸，以满足特定的功能要求，如通风、排水、连接等。
二、型钢孔型设计的方法在进行型钢孔型设计时，可以采用以下几种方法：1. 标准孔型设计：根据相关的标准规范，选择合适的孔型和孔的尺寸，确保型钢的设计符合规范要求。
标准孔型设计可以提高设计的效率和准确性，减少设计过程中的不确定性。
2. 结构受力分析：通过对型钢结构的受力情况进行分析，确定型钢的孔型和孔的位置。
结构受力分析可以帮助设计师了解型钢的受力特点，为孔型设计提供科学依据。
3. 仿真分析：利用计算机仿真软件对型钢的孔型进行分析和优化，以确保型钢在承受外力时的稳定性和强度。
仿真分析可以快速评估孔型设计的效果，节省设计时间和成本。
三、型钢孔型设计的注意事项在进行型钢孔型设计时，需要注意以下几个方面的问题：1. 孔型的形状和尺寸：选择合适的孔型形状和尺寸，确保孔型设计满足特定的功能要求和结构要求。
孔型的形状和尺寸应根据实际需要进行设计，避免过大或过小造成结构强度不足或功能无法实现的问题。
2. 孔的位置：确定孔的位置时需要考虑结构的受力情况和功能要求，避免在受力集中区域或关键部位设置孔，以免影响结构的稳定性和强度。
3. 孔型的数量：合理确定孔型的数量，避免过多的孔型设计导致结构的强度下降或结构的稳定性受到影响。
型钢生产工艺及孔型设计第一章轧钢生产基本问题1.1 钢材的品种和用途根据钢材断面形状可分为：型钢、板带钢、钢管、特殊类型钢材。
一、型钢按其断面形状可分为·简单断面和复杂断面；按生产方法可分为轧制型钢、弯曲型钢、焊接型钢。
简单断面型钢有方钢、圆钢、扁钢、六角钢、三角钢、弓形钢、椭圆钢。
复杂断面型钢有工字钢、槽钢、丁字钢、钢轨和其它异型断面型钢。
冷弯型钢是在冷状态下把带钢逐步弯曲成形，它既可生产简单断面又可生产复杂断面。
二、板带钢板带钢是用途最广的钢材，广泛应用于各部门及日常生活。
按厚度可把板带钢分为特厚板、厚板、中板、薄板、箔材。
一般特厚板厚度》60MM；厚板厚度20-60MM；中板4-20MM；成卷供应。
薄板厚度0.2-4MM，可定尺供应，也可成卷供应，箔材厚度0.2-0.001MM，成卷供应。
三、钢管根据断面形状可分为圆管、方管、异型管；按用途可分为输送管、锅炉管、地质钻探管、轴承管等；按生产方式可分为无缝钢管和焊接钢管。
钢管的规格用外径和壁厚表示（D*S）四、特殊类型钢材有周期断面钢材、车轮与轮毂以及轧制方式生产的齿轮、钢球、螺丝和丝杆等产品。
1.2 轧钢生产系统钢铁企业根据原理来源，产品种类以及生产规模的不同，将初轧机或连铸钢坯装置与各种成品轧机配套设施组成各种轧钢生产系统。
按产品种类可分为以下几种典型的生产系统一、板带钢生产系统主要以生产板带为主，生产规模愈来愈大，专业化、自动化程度高。
二、型钢生产系统生产规模不会很大，根据其本身规模可分为大型、中型、小型三种生产系统。
三、混合生产系统可同时生产板带、钢管、和型钢。
优点是可满足多品种的需要，但单一生产系统有利于产量和质量的提高。
四、合金钢生产系统特点是产量不大而产品种类多，一般属于中型或小型的型钢生产系统或混合生产系统。
现代化的轧钢生产系统向着大型化、连续化、自动化、及专业化的方向发展1.3 轧钢生产工艺过程及其制定轧钢生产工艺过程指的是由钢锭或钢坯轧制成具有一定规格和性能的钢材的一系列加工工序的组合。
名词解释1、轧制：指将金属坯料通过旋转轧辊的间隙，受轧辊压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法。
2、过热：（定义）加热温度偏高，时间偏长，会使奥氏体晶粒过分长大，钢的机械性能变坏，这种现象称为过热。
3、咬入角：轧件与轧辊相接触的圆弧所对应的圆心角称为咬入角（亦称接触角)4、接触弧长：轧件与轧辊相接触的圆弧水平投影长度称为接触弧长。
5、用轧制前、后轧件尺寸的比值表示变形程度，此比值称为变形系数。
6剩余摩擦力：随轧件逐渐充填辊间，水平拽人力逐渐增大，水平推出力逐渐减小，越容易咬人。
开始咬人条件一经建立起来，轧件就能自然地向辊间充填，建立稳定轧制过程。
7、前滑：在中性面到轧件出口截面变形区域内，金属沿轧制方向分速度大于轧辊沿轧制方向分速度，即νν>h 。
8、后滑：在轧件入口截面到中性面变形区域内，金属沿轧制方向流动速度小于轧辊沿轧制方向分速度，即h ναν>cos9宽展：在轧制过程中，轧件厚度方向受到轧辊压缩作用，金属将按照最小阻力定律向纵向和横向流动。
由移向横向的体积多引起的轧件宽度的变化称为宽展。
10轧制压力：指用安装在压下螺丝下的测压仪实测的总压力，即轧件给轧辊的总压力的垂直分量。
11、控制冷却：利用余热进行的热处理过程12静力矩：组成转动轧辊力矩前三项称为静力矩，即指轧辊作匀速转动时所需的力矩13、能耗曲线：能耗曲线，是指轧制每吨钢坯、型材或管材产品的能量消耗同延伸系数之间的关系，或轧制每吨板带产品的能量消耗同厚度之间的关系，又称单位能耗曲线。
14、搓轧区：由于两个工作辊的线速度不同，轧制时变形区金属质点的流动规律和应力分布有别于同步轧制，慢速辊侧的中性的向变形区入口侧移动，快速辊侧中性点内变形出口侧移动，当慢速辊中性点移至入口处、快速辊侧中性点移至出口处时，使变形区内上下表面的摩擦力方向相反，形成所谓的搓轧区。
15、型材：经过塑性加工成型，具有一定断面形状和尺寸的实心金属材料。
攀枝花学院学生课程设计（论文）题目：№12工字钢成品孔及成品前孔孔型设计学生姓名：学号：************ 所在院(系)：材料工程学院专业：材料成型及控制工程班级： 2011级压力加工班指导教师：肖玄职称：助教2014年10 月13 日攀枝花学院教务处制摘要工字钢也称为钢梁（英文名称 I Beam)，是截面为工字形状的长条钢材。
同时也是是截面形状为槽形的型钢。
工字钢分普通工字钢和轻型工字钢，H型钢三种。
工字钢广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等，工字钢由于性能稳定、结构合理、强度和刚度好，目前在国内外市场上所占比例在逐步上升。
工字钢孔型设计(I一beam pass design)为轧制工字钢而对轧制程序和轧棍的孔型所进行的设计和计算工作。
压下量分配方面，设计工字钢孔型的主要依据为腰部压下童。
一般在成品孔型中的轧件腰部压下量为0.5mm，成品前孔的腰部压下量为1-2mm。
其他各孔中的压下量可按等差级数或近似等差级数逆轧制道次逐渐增加。
限制腰部压下量的因素有咬入条件、电机能力、轧件表面质量、轧辊强度和工字钢内侧壁斜度等。
常用孔型系统有直轧孔型系统、斜轧孔型系统、特殊孔型系统（波浪式轧法所用的孔型系统）、混合孔型系统等。
本次课程设计通过对№12工字钢成品孔及成品前孔的设计，来学习和掌握工字钢设计的基本知识。
关键词：工字钢，孔型设计，孔型系统，压下量目录摘要 (Ⅰ)1绪论.............................................................................................................................错误!未定义书签。
1.1工字钢的简介...................................................................................................... - 1 -1.2 工字钢的用途..................................................................................................... - 1 -1.3 12号工字钢规格 ................................................................................................. - 2 -1.4工字钢断面尺寸及公差图 .................................................................................... - 2 -2 12号工字钢孔型设计 ............................................................................................... -3 -2.1孔型设计的原则 .................................................................................................. - 3 -2.2孔型系统............................................................................................................. - 3 -2.1.1孔型系统的分类......................................................................................... - 3 -2.1.2孔型系统的选择......................................................................................... - 3 -2.3轧制道次的确定 .................................................................................................. - 3 -3 №12工字钢K1和K2孔设计................................................................................ -4 -3.1№成品孔与成品前孔 ............................................................................................ - 4 -3.1.1№12工字钢孔型设计数据（成品孔及成品前孔）........................................ - 4 -3.1.2成品孔及成品前孔孔型设计图.................................................................... - 4 -3.2成品K1孔设计 ................................................................................................... - 6 -3.3成品前孔K2孔设计 ............................................................................................ - 6 -4 结语 ........................................................................................................................... - 9 - 参考文献 ............................................................................................................... - 10 -1 绪论1.1工字钢的简介工字钢也称为钢梁（英文名称 I Beam)，是截面为工字形状的钢材。
工字钢分普通工字钢和轻型工字钢，H型钢三种。
工字钢广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等。
普通工字钢和轻型工字钢的翼缘由根部向边上逐渐变薄的，有一定的角度，普通工字钢和轻型工字钢的型号是用其腰高厘米数的阿拉伯数字来表示，腹板、翼缘厚度和翼缘宽度不同其规格以腰高( h)×腿宽(b)×腰厚(d)的毫数表示，如“普工160×88×6”，即表示腰高为160毫米，腿宽为88毫米，腰厚为6毫米的普通工字钢。
/“轻工160×81×5”，即表示腰高为160毫米，腿宽为81毫米，腰厚为5毫米的轻型工字钢。
普通工字钢的规格也可用型号表示，型号表示腰高的厘米数，如普工16#。
腰高相同的工字钢，如有几种不同的腿宽和腰厚，需在型号右边加a b c 予以区别，如普工32#a、32#b、32#c等。
热轧普通工字钢的规格为10-63#。
经供需双方协议供应的热轧普通工字钢规格为12-55#。
H型钢属于高效经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等)，由于截面形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能，提高承裁能力。
不同于普通工字钢的是H型钢的翼缘进行了加宽，且内、外表面通常是平行的，这样可便于用高强度螺桂和其他构件连接。
其尺寸构成合理系列，型号齐全，便于设计选用。
1.2 工字钢的用途工字钢分为普通、轻型、H型钢，其广泛用于各种建筑结构、桥梁、车辆、支架、机械等。
不论是普通型还是轻型的，由于截面尺寸均相对较高、较窄，故对截面两个主袖的惯性矩相差较大，因此，一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。
对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用，这就使其在应用范围上有着很大的局限。
H型钢属于高效经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等)，由于截面形状合理，它们能使钢材更高地发挥效能，提高承裁能力。
所以普通和轻型钢只能用于横梁，而H型钢才能用于结构的承重柱。
在结构设计中选用工字钢应依据其力学性能，化学性能，可焊性能，结构尺寸等选择合理的工字钢进行使用。
H型钢的翼缘都是等厚度的，有轧制截面，也有由3块板焊接组成的组合截面。
普通工字钢都是轧制截面，由于生产工艺差，翼缘内边有1：10坡度。
H 型钢的轧制不同于普通工字钢仅用一套水平轧辊，由于其翼缘较宽且无斜度(或斜度很小)，故须增设一组立式轧辊同时进行辊轧，因此，其轧制工艺和设备都比普通轧机复杂。
国内可生产的最大轧制H 型钢高度为800mm ，超过了只能是焊接组合截面。
1.3 12号工字钢规格1.4工字钢断面尺寸及公差图工字钢型号高（mm ） 腰宽（mm ） 腿厚（mm ） 截面面积（2mm ） 重量（kg/m ） 12120745.018.113.987图1 工字钢断面尺寸及公差表1 工字钢规格2 12号工字钢孔型设计2.1孔型设计的原则使不均匀变形尽可能发生在前几个孔型中，这是因为前几个孔型金属的温度高，变形抗力小，塑性好。
其余孔型尽可能采用均匀的压缩，使其断面各部分均匀延伸，只有在这样的条件下才可能得到形状正确的、内应力较小的最终产品，且能量消耗和轧辊的磨损都最少。
2.2孔型系统2.1.1孔型系统的分类轧制工字钢的孔型系统分为以下几种：①直轧孔型系统②斜轧孔型系统③混合孔型系统④特殊轧法。
2.1.2孔型系统的选择选用截面尺寸为115mm×115mm的矩形坯，由于矩形坯高度为115mm，而成品腿高为74mm,其比值为1.56，直轧和直边斜轧孔型系统皆难以轧出足够的边高，于是采用弯边斜轧孔型系统。
（弯边斜轧孔型系统的优点：具有直腿斜轧系统的优点外，由于开口腿斜边进一步加大，开口腿中的测压量也进一步增大，加剧了开口槽腿的增长和减少了闭口槽腿的拉缩，有时在闭口槽也能造成腿的增长，减小钢坯断面高度，减少轧制道次的优点。
）2.3轧制道次的确定按产品标准查得№12工字钢的断面面积为1780m㎡,查经验公式可选取μc=1.26，则轧制道此n为：n=log7.43/log1.26≈9由金属塑性加工学第193页所查各种工字钢的轧制道次及所用轧机的辊径表，可知12号工字钢的扎知道此规定为7～9个道次，轧机辊径为400～650mm，而上述公式所求的9个道次符合要求，所选轧机辊径为400～650mm之间。
